Принцип работы кондиционера и его устройство: охлаждение, обогрев

Как работает кондиционер на обогрев и охлаждение в квартире: принцип функционирования климатических устройств

Создание искусственного микроклимата одно из самых гениальных изобретений человечества. Чтобы позаботиться о комфортных условиях жизнедеятельности и избежать неприятных инцидентов после покупки, необходимо знать принцип работы кондиционера в разных режимах. Только тогда вы сможете нормально использовать этот бытовой прибор.

Основной принцип работы кондиционеров на обогрев и охлаждение

Схема проста. Когда вещество испаряется, оно поглощает тепло, а при конденсировании наоборот – выдает излишнюю влагу. В кондиционере таким веществом является фреон (хладагент). В зависимости от изменения его состояния меняется микроклимат в помещении.

Перечень основных механизмов:

  • — компрессор, который сжимает фреон и гоняет его по всему холодильному контуру;
  • спереди находится муфта, которая состоит из электромагнитной катушки и шкива. Они обеспечивают работу устройства;
  • воздушный теплообменник наружного блока конденсирует и охлаждает фреон (начинает работать в режиме охлаждения), далее испаряет его, превращая жидкое состояние в газообразное;
  • капиллярная трубка регулирует давление в холодильном контуре;
  • вентилятор создаёт поток воздуха, который обдувает испаритель и конденсатор.

Во время работы фреон, испаряясь, отбирает тепло. Любая жидкость обладает таким свойством, а когда фреон из газообразного состояния обратно возвращается в состояние жидкости, тогда хладоген наоборототдаёт энергию.

Для подтверждения теории можно провести небольшой опыт. Натрите свою руку спиртом и прислушайтесь к ощущениям. В том месте, которое вы протёрли, почувствуется холодок. Пары спирта испаряются и забирают тепло вашей руки.

  • На охлаждение. В теплообменнике внутреннего блока фреон испаряется. А во внешнем происходит обратный процесс – конденсация хладогена.
  • На обогрев. Процессы идут совсем наоборот. Во внешнем блоке фреон испаряется, а во внутреннем — конденсируется.

Инверторные приспособления позволяют плавно переходить на низкие температуры, вместо того, чтобы отключать прибор. Таким образом, принцип работы инверторного кондиционера заключается в том, что он преобразует постоянный ток в переменный, а затем наоборот. Это экономит электроэнергию и позволяет продлить срок работы. Когда прибор достигает определённой температуры, он не отключается, а просто переходит на более низкие режимы мощности.

Принцип работы сплит-системы

Сплит-система является наиболее популярным видом. Её суть довольно проста. Как и в любом другом механизме, она имеет два блока: наружный и внутренний. Первый конденсирует фреон, а второй превращает жидкий хладоген в газообразное вещество. Но, в отличие от других систем, эти блоки находятся порознь – наружная часть выводится на улицу, а внутреннияя располагается в помещении. Компрессор и вентилятор при этом находятся в наружном блоке, что делает внутренний более компактными. И, благодаря такой схеме, размещать сплит-системы намного удобнее, чем другие виды кондиционеров.

  • бесшумность, так как громкая часть выходит наружу;
  • высокие мощности, которые охватывают большие площади, и могут охлаждать (обогревать) несколько комнат;
  • большой выбор моделей, которые гармонично могут вписаться в ваш интерьер;
  • разнообразие сплит-систем;
  • большинство имеют функцию очистки и ионизации воздуха.

  • установкой должен заниматься только профессионал;
  • не все могут приносить свежий воздух;
  • завышенные цены.

Устройство и принцип работы сплит-системы

Среди кондиционеров всех типов, разработанных когда-то и известных потребителю, наибольшим спросом пользуется сплит-система. Она является самой энергоэффективной и малошумящей (внутри помещения). В быту она вытеснила куда более шумные оконные кондиционеры.

Составные части

Сплит-система – это наружный и внутренний блоки, отделённые друг от друга наружной стеной здания или строения. Стандартная комплектация блоков кондиционера – компрессор, конденсатор, испаритель, ТРВ и два вентилятора.

Компрессор

Компрессор – это двигатель, гоняющий хладагент по холодильному змеевику в наружном и внутреннем блоках. Его механизм, заключённый в непроницаемый для внешнего воздуха и водяных паров корпус, располагает также резервуаром, в который залито машинное масло, уменьшающее трение его деталей и снижающее износ двигателя в сотни раз. Различают компрессоры, построенные на поршневой или скроллинговой (спиральной) основе. Компрессоры с поршнем стоят значительно ниже, чем спиральные. Их надёжность в несколько раз ниже – особенно при температуре до -20 градусов.

Конденсатор

В состав конденсатора фреона входят змеевик с радиатором, где сжиженный фреон отдаёт ему тепло, удаляемое затем при помощи вентилятора. Конденсатором также называют радиатор, на котором водяной пар из обдувающего воздуха превращается в капли воды. Вода собирается в резервуаре и затем вытекает по шлангу за пределы наружного блока.

Испаритель

В комплект блока испарителя входят змеевик и радиатор внутреннего блока. В нём жидкий фреон превращается в газообразный, он забирает с собой тепло из помещения. Взамен он отдаёт холод, который и выдувается с помощью вентилятора со ставших ледяными пластин радиатора.

Теплорегулирующий вентиль или четырёхходовой клапан позволяет кондиционеру переключаться из режима охлаждения в режим обогрева и обратно. При этом направление движения фреона меняется на противоположное.

Вентиляторы

Если бы не вентиляторы, удаление тепла с радиатора змеевика и компрессора наружного блока – равно как и холода из внутреннего блока – происходило бы крайне медленно и неэффективно. В лучшем случае кондиционер часто бы останавливался, за чем проследила бы автоматика. В худшем – он быстро бы вышел из строя из-за перегрева компрессора и покрытия одной из трубок фреоновой теплотрассы снежной шубой. Вентилятор наружного блока удаляет избыток жара из наружного блока. Во внутреннем блоке вентилятор выдувает образовавшийся на радиаторе холод в саму комнату.

Другие детали и узлы

Кроме мотора-компрессора, змеевиков с радиаторами, вентиляторов и ТРВ, в старые советские и российские оконные кондиционеры встраивалось электромеханическое управление на основе термостатов, реле и простейших транзисторных ключей. Как и в старых холодильниках 20-летней и более давности, электромеханика регулировала нагрузку на вентиляторы и компрессор, не позволяя им перерабатывать больше положенного – и вместе с тем перегреваться.

Плата электронного управления

В современных кондиционерах вместо реле, мощных диодов и транзисторов используется плата электронного управления на современных бескорпусных микросборках. От электромеханического модуля она отличается наличием процессора. Из микрочипа (постоянного запоминающего устройства, ПЗУ) через оперативную память он считывает «вшитую» в чип ПЗУ программу. Последняя не только не допускает перегрузки основных, жизненно важных для кондиционера узлов, но и позволяет ему работать в нескольких режимах. Это даёт возможность потребителю за несколько секунд подстроить работу кондиционера под свои потребности.

Плата (электронный блок управления, ЭБУ) также оснащена мощными, но компактными коммутирующими реле (или силовыми транзисторными ключами), включающими и выключающими вентиляторы и компрессор после указанных в описании программы интервалов времени. Сама плата питается от постоянного напряжения 12 вольт, в которое с помощью трансформаторного блока питания преобразуется переменное сетевое напряжение 220 В.

Жалюзи внутреннего блока

Шторки жалюзи внутреннего блока опускает и поднимает шаговый переменный двигатель, соединённый с ними при помощи длинной (почти как сам внутренний блок) оси. Он управляется драйвером – отдельной мини-платой, получающей ток от блока питания. Она преобразует это напряжение в импульсы переменного тока – по числу фаз, равных числу самих катушечных обмоток двигателя, и обеспечивает (с его помощью) поворот шторок вокруг своей оси на нужный угол.

В программе имеется режим «качающиеся шторки» – при нём плата драйвера и двигатель работают почти постоянно, заставляя эти шторки покачиваться, подобно поступательным поворотам обычного комнатного вентилятора. Задача – сделать обдув комнаты охлаждённым воздухом более равномерным и рассредоточенным. Это избавляет владельца или его гостей от риска получить простуду и другие заболевания, вызванные прицельно бьющим в одни и те же части тела холодным воздушным оттоком.

Термодатчики

Один из термисторов расположен на внутреннем блоке – на входе втягиваемого в сам блок воздуха. Он сообщает плате управления о фактической температуре воздуха в комнате. Второй – на компрессоре: при перегреве запылённого и загрязнённого снаружи компрессора кондиционер автоматически остановится – и запустится лишь после полного или частичного остывания мотора. Либо устройство отключится до тех пор, пока владелец снова не включит кондиционер.

На других двигателях (вентиляторы, движок для поворота жалюзи) термодатчики также ставят, когда модель кондиционера – из наиболее дорогих. При перегреве движка постоянно качающихся жалюзи – или запылённого вентилятора внешнего блока – кондиционер тут же прекращает работу.

Такая «продвинутая» схема – подобно термозащите ноутбука, холодильника или иного «умного» устройства – полностью берёт предварительную диагностику на себя. Она защищает кондиционер от полного повреждения, вызванного одной-единственной (локальной) ошибкой в его работе. Цены на «умные» сплит-системы понемногу снижаются.

Модуль индикации

Он включает в себя светодиодную панель и/или небольшой дисплей. В моделях настенных сплит-систем это, как правило, светодиоды, показывающие, как работает кондиционер – «Сеть», «Охлаждение», «Обогрев», «Сушка», «Ионизация», «Ошибка» (или «Авария»), светодиоды индикации о температуре (если она регулируется пошагово, а не с точностью до градуса). В продвинутых моделях светодиодный ряд заменяет дисплей с подсветкой, отображающий температуру, режим, уровень нагрузки и другие полезные диагностические данные (если что-то пойдёт не так).

Управление

У низкобюджетных моделей, как и у оконных кондиционеров из недавнего прошлого, присутствует выключатель питания и шаговый переключатель на несколько позиций. Последний может иметь позиции «Малый холод», «Больший холод», «Вентиляция» и «Обогрев». Вместо переключателей могут присутствовать кнопки – как на пульте. Достоинство такого способа – простота управления. Недостаток – нужно лишний раз встать, чтобы нажать на кнопки или повернуть рукоятку переключателя, что не всегда нравится пожилым или заболевшим людям. Более дорогие модели управляются с пульта.

Недостаток дистанционного переключения режимов – раз в год в пульте нужно менять батарейки. Достоинство – десятки вспомогательных режимов, например, понижение оборотов вентилятора внутреннего блока на ночь.

Основные функции

Главная функция кондиционера – охлаждение воздуха в комнатах в летний зной. Современные кондиционеры также обросли и такими дополнительными функциями, как:

  • нагрев воздуха в комнатах зимой;
  • очистка воздуха в комнате от пыли, удаление запахов (с помощью угольных фильтров тонкой очистки);
  • аэроионизация (обогащение воздуха в комнате отрицательными ионами, полезными для здоровья);
  • сушка слишком влажного воздуха.
Читайте также:  Чистка кондиционеров и сплит-систем: испарителя, дренажа, вентилятора, фильтров и трубок трассы

В наиболее продвинутые модели кондиционеров стали встраивать мини-озонатор – контур-умножитель для получения статичного электричества, вырабатывающий 60–80 киловольт. Под влиянием коронного разряда свободный кислород в помещении превращается в озон, полезный человеку в малых количествах. Включение и отключение озонатора также осуществляется программно.

Режимы работы

Комбинированные режимы работы у лучших и дорогих сплит-кондиционеров следующие:

  • охлаждение с малыми оборотами вентилятора («малый холод»);
  • охлаждение и сушка воздуха;
  • обогрев и сушка;
  • охлаждение с аэроионизацией;
  • охлаждение, аэроионизация и озонирование;
  • охлаждение и озонирование.

Производители редко объединяют, например, сушку, обогрев и режим ионизации. Список режимов может быть более десятка – все они переключаются с помощью пульта.

Принцип действия

Цикл работы любого кондиционера включается несколько шагов.

  1. В компрессор из внутреннего блока поступает газообразный фреон, сжатый всего до 3–5 атмосфер. Давление фреона должно быть до 20 атмосфер, так оно доводится до состояния жидкого, в котором хладагент и поступает во внешний змеевик. Здесь уже происходит отдача тепла фреона в сам радиатор контура. Излишек тепла тут же сдувается вентилятором внешнего блока в атмосферу.
  2. Сжиженный, остывший в контуре фреон доходит до теплорегулирующего вентиля, откуда он выходит в меньшую трубку и направляется во внутренний блок с температурой +15–+20 градусов. Медь, из которой изготовлены трубки фреонотрассы и змеевики, активнее, чем латунь и сталь, проводит тепло. Чтобы холод не терялся, эту трубку надёжно изолируют поролоном или пенофолом, плохо проводящим тепло.
  3. Дойдя до внутреннего блока, фреон проходит через штуцер соединения и попадает в змеевик с радиатором, аналогичный тому, что стоит в наружном блоке. Фреон испаряется и полностью переходит в газообразное состояние, уменьшая своё рабочее давление до 3 атмосфер. Контур остывает до 0 градусов и ниже.
  4. Полученный холод тут же сдувается в комнатный воздух вентилятором, втягивающим тёплый воздух из комнаты через входные щели в верхней части внутреннего блока. С ледяного радиатора воздух выдувается в комнату через другие щели – он проходит между шторками жалюзи блока. Его температура на выходе – 5–12 градусов тепла.
  5. Скинув холод, фреон минует змеевик внутреннего блока, проходит через выходной его штуцер и устремляется в медную трубку большего диаметра – уже в газообразном состоянии. И хотя сам фреон подогрет за счёт забранного из комнаты тепла, эту трубку также производитель рекомендует упаковывать в теплоизолятор, не позволяя фреону нагреться до температуры уличного зноя (до +58) прежде, чем тот достигнет входа компрессора. Это экономит ресурс самого компрессора, которому не нужно сжимать перегретый фреон дольше и до 40 атмосфер. Потребитель же избавляется от перерасхода денег за электричество.

Нюансы работы различных видов

Сплит-система исполняется в настенном, канальном, колонном, напольном, мультисплит- и кассетно-потолочном вариантах. Внешний блок – общий, количество внутренних блоков может отличаться. Сложнейший из всех вариантов – канальный кондиционер: он требует монтажа замкнутых приточно-вытяжных каналов, не сообщающихся с улицей. Мультисплит-системе нужна древовидная «трасса» – здесь внешний блок работает на несколько внутренних. Колонный и напольный кондиционеры ставятся на пол в углу, но «трасса» при этом существенно удлиняется – внешний блок нельзя вешать на высоте менее 2,5 м. Кассетный сложен в монтаже из-за разборки секций подвесного потолка в месте монтажа внутреннего блока.

Однако все сплит-системы работают одинаково.

Принцип действия конструкции любой разновидности сходен. Летом внутренний блок морозит, наружный – сбрасывает свой жар за пределы здания или постройки. Модели, оснащённые забором воздуха с улицы, редки.

Далее смотрите видео об устройстве и принципе работы сплит-системы.


Принцип работы кондиционера, его устройство и возможные причины плохой работы

Кондиционер является одним из самых технологичных бытовых приборов, который требует правильной установки и внимательного обращения. Чтобы он служил исправно, стоит иметь представление о его устройстве, принципах функционирования и возможных проблемах при эксплуатации. Только в этом случае вы сможете обеспечить здоровый микроклимат в помещении на долгое время.

Устройство кондиционера является общим для всех моделей. Любой кондиционер состоит из следующих основных узлов:

  • Компрессор. Предназначен для сжатия хладагента и поддержания его движения по холодильному контуру.
  • Воздушный теплообменник наружного блока. Выполняет функцию конденсатора при работе в режиме охлаждения. Он предназначен для конденсации и охлаждения хладагента.
  • Воздушный теплообменник внутреннего блока. Выполняет функцию испарителя при работе кондиционера в режиме охлаждения. При испарении хладагент переходит из жидкой в газообразную фазу.
  • Капиллярная трубка. Используется в качестве дросселирующего устройства, которое увеличивает давление хладагента в зоне высокого давления (в том числе – в воздушном теплообменнике наружного блока) и уменьшает в зоне низкого давления (в том числе — в воздушном теплообменнике внутреннего блока).
  • Вентилятор. Используется для создания потока воздуха, который обдувает испаритель и конденсатор.

Как работает кондиционер

Принцип работы кондиционера построен на переносе тепла из помещения на улицу. Кондиционеры Haier могут работать как в режиме охлаждения, так и в режиме обогрева.

Охлаждение

После включения кондиционера газообразный хладагент под низким давлением поступает в компрессор, где подвергается сжатию и нагревается до +70–90 o C, после чего поступает в конденсатор. В воздушном теплообменнике наружного блока происходит конденсация хладагента — переход из газообразного состояния в жидкое. Это сопровождается охлаждением хладагента и выделением тепла. Проходя через каппилярную трубку, хладагент дросселируется. В теплообменнике испарителя происходит обратный процесс, когда хладагент переходит из жидкого в газообразное состояние. При этом выделяется холод и поглощается тепло из помещения.

Обогрев

При работе кондиционера необходим отвод тепла от конденсатора. В бытовых кондиционерах старых моделей это тепло отводится за пределы помещения. Более сложные модели позволяют использовать это тепло для включения режима обогрева помещений.

Почему кондиционер может плохо работать

В некачественно выполненных или старых кондиционерах возможна утечка хладагента. Из-за нее может снизиться производительность кондиционера, появиться обмерзание вентиля или испарителя.

Если в контур попадают воздух и влага, со временем может выйти из строя компрессор и закупориться ледяными пробками капилляр. Чтобы этого не произошло, при монтаже кондиционера следует провести вакуумирование при помощи специального насоса.

На заметку!

Новые модели кондиционеров оснащены функцией автоматического выключения при достижении заданной температуры помещения. Если такой кондиционер постоянно работает, это может означать неправильную настройку или неисправность.

Если у вас перестал работать кондиционер, управляемый с пульта, прежде всего, проверьте исправность батареек. Вопрос, почему не работает кондиционер и что делать, может оказаться не таким уж и сложным. Во всех остальных случаях, когда плохо работает кондиционер, требуется вызывать специалиста.

Рекомендации по работе с кондиционером

Если хладагент в испарителе не успевает целиком перейти в газообразное состояние, на вход компрессора приходит жидкость, и он выходит из строя. Это может произойти как из-за недостатков самого кондиционера, так и из-за неправильной эксплуатации – в первую очередь, при включении кондиционера во время морозов на улице. Хотя многие современные модели кондиционеров работают на обогрев, они не могут заменить отопительную систему. Их удобно использовать в межсезонье во время внезапного похолодания, когда отопительный сезон уже окончен или еще не начался.

На заметку!

Чтобы не перегружать кондиционер постоянной работой на полную мощность, следует закрывать окна и двери, когда он включен – ведь холод способен так же теряться, как и тепло.

В солнечные жаркие дни завешивайте окна, чтобы избежать дополнительного нагрева помещения. Проветривать помещение обязательно надо, это элементарная санитарная норма, но кондиционер при этом должен быть выключен.

В современных кондиционерах всегда есть фильтры, на которых оседает пыль и другие мелкие частицы, загрязняющие воздух. Фильтры требуется периодически промывать и менять в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Если этого не делать, качество воздуха в помещении будет снижаться, а срок службы кондиционера сократится.

Всегда следует устанавливать ту температуру, до которой вы хотите охладить помещение, чтобы вам было комфортно. Обычно это чуть больше двадцати градусов тепла. Если на улице жарко, а вы установите минимальную температуру, для кондиционера это будет слишком большой нагрузкой, может произойти обмерзание теплообменника и утечка хладагента. При желании можно охладить помещение быстрее за счет повышения скорости вращения вентилятора.

Ка­кой бы прин­цип кон­ди­ци­о­ни­ро­ва­ния не был вы­бран по­тре­би­те­лем, он дол­жен со­от­вет­ст­во­вать по­став­лен­ным це­лям и за­да­чам. Лю­бой тип кон­ди­ци­о­не­ров мо­жет быть оп­ти­маль­ным для то­го или ино­го ви­да по­тре­би­те­ля и его по­треб­нос­тей. Но важ­но про­вес­ти про­фес­си­о­наль­ные кон­суль­та­ции по по­во­ду пра­виль­но­го вы­бо­ра кон­ди­ци­о­не­ра с про­фес­си­о­на­лом, ко­то­ро­го про­ще най­ти у сер­ти­фи­ци­ро­ван­но­го ди­ле­ра.

Устройство кондиционера и принцип работы

Из чего же состоит стандартная сплит-система? Как правило, внутри нее находится замкнутый контур, по которому движется жидкость — хладагент. Перетекая внутри контура, хладагент в одном месте поглощает тепло, для того чтобы выделить его в другом. Этот процесс протекает в специальных трубках – теплообменниках, которые изготавливаются из меди и содержат поперечные перегородки из алюминия. Для более быстрого протекания процессов в теплообменники нагнетают воздух, делая это при помощи специальных вентиляторов.

Читайте также:  Прецизионные кондиционеры Stulz: отзывы, инструкции к пульту управления

Исходя из названия процессов, протекающих в теплообменнике, один из них принято называть конденсатором, а другой – испарителем. Когда кондиционер работает «на тепло» в качестве конденсатора выступает внутренний испаритель (часть кондиционера, находящаяся в помещении), а при работе «на холод» – все происходит наоборот. Таков принцип работы кондиционера, но в чем суть?

Холод сам по себе не является законченным продуктом, а лишь производным от переноса тепла с помощью хладагента. Этот процесс в литературе именуется «тепловым насосом». Благодаря ему производительность кондиционера получается в три раза выше, чем его энергопотребление. На первый взгляд это может вызвать недоумение: КПД 300% — неужели такое возможно? Что такое хладагент и как его можно перенести из помещения, в котором температура около 20 градусов, наружу, где температура в два раза выше?

Оказывается все гораздо проще, чем это можно себе предположить. Перенос температуры напрямую зависит от давления, причем происходит он не линейно, а монотонно. Таким образом, в процессе транспортировки величина давления становится выше, чем температура фазового перехода. Закипевший хладагент меняет свое состояние из жидкого в парообразное и начинает поглощать из окружающего воздуха тепло, при этом в теплообменнике создается необходимое давление, при котором температура фазового перехода становится ниже окружающей. В обратном процессе хладагент отдает свое тепло воздуху, и температура перехода повышается.

Еще одной важной деталью в работе кондиционера является замкнутый контур, для создания которого необходимо хотя бы два элемента: компрессор — для повышения давления конденсации и дроссельное устройство — для его понижения. Первый из них устанавливается непосредственно перед конденсатором, а второй перед испарителем.

В целом, насчитывается пять элементов, обязательных в кондиционерах любого типа: замкнутый контур, наружный и внутренний теплообменник, компрессор и дросселирующее устройство. Они являются основной составляющей как самой простой, так и самой сложной сплит-системой.

В наше время для полнофункциональной работы кондиционера в контур добавляют четырехходовой вентиль, благодаря которому он может вырабатывать как тепло, так и холод. Такая сплит-система получила название «кондиционер с реверсивным циклом», дополнительной функцией которого стал перенос тепла из помещения на улицу и обратно.

Наружный блок кондиционера

  • 3. Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру. Компрессор бывает поршневого или спирального (scroll) типа. Поршневые компрессоры дешевле, но менее надежны, чем спиральные, особенно в условиях низких температур наружного воздуха.
  • 5. Четырехходовой клапан — устанавливается в реверсивных (тепло — холод) кондиционерах. В режиме обогрева этот клапан изменяет направление движения фреона. При этом внутренний и наружный блок как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный — на охлаждение.
  • 4. Плата управления — как правило, устанавливается только на инверторных кондиционерах. В не инверторных моделях всю электронику стараются размещать во внутреннем блоке, поскольку
  • большие перепады температуры и влажности снижают надежность электронных компонентов.
  • 1. Вентилятор — создает поток воздуха, обдувающего конденсатор.
  • В недорогих моделях имеет только одну скорость вращения.
  • Такой кондиционер может стабильно работать в небольшом диапазоне температур наружного воздуха. В моделях более высокого класса, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также во всех полупромышленных кондиционерах, вентилятор имеет 2 — 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку.
  • 2. Конденсатор — радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона. Продуваемый через конденсатор воздух, соответственно, нагревается.
  • 7. Фильтр фреоновой системы — устанавливается перед входом компрессора и защищает его от медной крошки и других мелких частиц, которые могут попасть в систему при монтаже кондиционера. Разумеется, если монтаж выполнен с нарушением технологии и в систему попало большое количество мусора, то фильтр не поможет.
  • 6. Штуцерные соединения — к ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.
  • 8. Защитная быстросъемная крышка — закрывает штуцерные соединения и клеммник, используемый для подключения электрических кабелей. В некоторых моделях защитная крышка закрывает только клеммник, а штуцерные соединения остаются снаружи.

Принцип работы кондиционеров на охлаждение и обогрев, устройство, особенности ВСЕХ видов

Какой принцип работы кондиционера знают немногие, но все ими пользуются. Чтобы грамотно использовать климатическую технику, нужно знать, как она устроена и работает. Как работает кондиционер на обогрев и холод?

В этой статье мы разберем принцип работы кондиционеров всех видов. А именно: сплит-систем, мультизональных, канальных, мобильных (3 типов), колонных, кассетных, напольных и потолочных. Для начала рекомендуем ознакомиться с устройством кондиционера, его принципом работы на обогрев и охлаждение.

Устройство кондиционера, назначение узлов

В кондиционере есть 7 основных элементов:

  1. Компрессор;
  2. Испаритель;
  3. Конденсатор;
  4. Терморегулирующий вентиль (ТРВ);
  5. Капиллярная трубка;
  6. Датчик температуры;
  7. Магистраль с фреоном (хладагентом).

В зависимости от типа кондиционера эти узлы могут быть расположены по-разному. Но выполняют они одну и ту же функцию.

Компрессор – необходим для сжатия фреона и его прокачки по медным трубкам. Он повышает давление газообразного хладагента так, что он переходит в состояние жидкости.

Испаритель – в него попадает жидкий фреон под давлением. Внутренний объем узла и сечение трубок большие, поэтому хладагент закипает и испаряется.

Конденсатор – в нем компрессор сжимает фреон, сжижая его.

ТРВ – терморегулирующий вентиль, регулирует количество фреона, попадающего в испаритель.

Капиллярная трубка – служит для перекачки фреона между входом и выходом компрессора для уравнивания давления.

Датчик температуры – отслеживает температурный режим в помещении чтобы управлять скоростью работы компрессора, его включением и отключением.

Магистраль – медная трубка в теплоизоляции, связывающая все элементы системы, по которой циркулирует фреон.

Схема кондиционера, расположение основных узлов.

Принцип работы кондиционера на охлаждение

Когда кондиционер работает на холод, фреон циркулирует по такому циклу: испаритель – компрессор – конденсатор. Охлаждение хладагента происходит в наружном блоке. Принцип работы таков:

  1. Хладагент походит через ТРВ, который регулирует его количество;
  2. Фреон в жидком состоянии попадает в испаритель, где его давление понижается за счет большого свободного объема;
  3. При понижении давления хладагент начинает кипеть и активно испаряться;
  4. В процессе перехода из жидкого в газообразное состояние, температура газа сильно падает;
  5. Фреон попадает в радиатор, через него с помощью вентилятора продувается воздух, который охлаждается;
  6. Фреон переходит в конденсатор, где его давление повышается компрессором;
  7. Газ переходит в жидкое состояние, его температура сильно повышается;
  8. Конденсатор обдувается внешним воздухом, температура фреона опускается;
  9. Цикл повторяется снова.

В большинстве моделей кондиционеров конденсатор и компрессор находятся в наружном блоке. Испаритель – во внутреннем. Если вы посмотрите на заднюю стенку внешнего блока вашей сплит-системы, вы увидите змеевик с ламелями. Этот радиатор и есть конденсатором.

В процессе работы фреон в конденсаторе может нагреваться до температур выше 70 градусов. Поэтому, даже когда на улице +45, он будет охлаждаться за счет внешнего воздуха. Температура нагрева хладагента зависит от его типа и мощности компрессора.

При переходе жидкого фреона в газообразное состояние в испарителе, он может охлаждаться до минусовых температур. Из-за этого может обмерзать внутренний блок при неисправном датчике температуры или других поломках.

Принцип работы кондиционера на обогрев

В режиме работы на тепло, кондиционер начинает работать в обратном цикле. Испаритель и конденсатор меняются ролями. Для наглядности приведем примерные значения температуры. Вот принцип работы кондиционера на обогрев:

  1. Фреон температурой -5 градусов проходит через ТРВ, который пропускает только его часть:
  2. Он попадает в испаритель, где его давление повышается компрессором;
  3. Из газообразной фазы он переходит в жидкую, его температура повышается до +60 градусов;
  4. Хладагент попадает в радиатор;
  5. Вентилятор продувает воздух через радиатор, фреон отдает тепло и охлаждается до +40;
  6. Жидкий хладагент попадает в конденсатор, где давление падает;
  7. Жидкость испаряется и переходит в газообразную фазу, температура газа падает до -25;
  8. Вентилятор продувает воздух через конденсатор и нагревает фреон до -5;
  9. Цикл повторяется снова.

Приведенные выше значения температур – только для наглядности. На самом деле не все кондиционеры могут эффективно работать на обогрев при низких температурах. Максимальные и минимальные рабочие температуры зависят от мощности компрессора и типа фреона.

Принцип работы сплит-системы кондиционера

Сплит-система – самый распространенный тип кондиционеров. Их ставят в частных домах и квартирах в 95% случаев. С английского слово split переводится как «раздельный». Обычная сплит-система состоит из двух блоков – наружного и внутреннего.

Наружный блок обеспечивает охлаждение или нагрев хладагента (в зависимости от режима) и его сжатие. В наружном блоке находятся:

  • Компрессор;
  • Конденсатор;
  • ТРВ;
  • Испаритель;
  • Вентилятор обдува.

Наружный блок сплит системы.

Внутренний блок отвечает за режимы работы кондиционера, скорость и направление обдува. Через него проходит воздух, который нагревается или охлаждается при продуве через испаритель. В состав внутреннего блока входят:

  • Цилиндрический вентилятор;
  • Радиатор;
  • Электроника, управляющая режимами работы;
  • Фильтр.

Внутренний блок сплит системы.

Между блоками проложена фреоновая магистраль, по которой циркулирует хладагент. Она состоит из двух медных трубок в теплоизоляции. По ним фреон проходит в противоположных направлениях, образуя замкнутый цикл.

Читайте также:  Потребляемая мощность кондиционера в кВт

Из внутреннего блока наружу устанавливается дренажная трубка для стока конденсата. В моделях с подмесом свежего воздуха используется небольшой воздуховод. Также от внутреннего к наружному блоку прокладывается кабель питания.

Что такое мульти-сплит?

Для обеспечения микроклимата в разных помещениях были разработаны мультизональные кондиционеры или мультисплит-системы. Первые модели были представлены компанией Daikin в 1982 году. Технология была зарегистрирована под торговой Variable Refrigerant Volume, VRV, что переводится с английского как «изменяемый объем хладагента».

Мульти-сплит кондиционер состоит из:

  1. Наружного блока;
  2. Нескольких внутренних блоков;
  3. Системы регулирования.

Наружный блок отвечает за охлаждение или подогрев фреона за счет воздуха с улицы. Внутренние блоки регулируют скорость и направление обдува, в них находится электроника, отвечающая за режим работы.

Общий принцип работы мультизонального кондиционера основан на циклах конденсации и испарения хладагента. Подробнее об этом читайте в разделах Принцип работы кондиционера на охлаждение и Принцип работы кондиционера на обогрев. Отличия кроются в распределении фреона на несколько потоков.

Система регулирования представляет собой узел управления, связанный с наружным и внутренними блоками. Он отвечает за распределение фреона, обработку сигналов. Работает система следующим образом:

  1. Узел управления получает сигнал о скорости обдува и температуре от каждого внутреннего блока;
  2. Процессор определяет, какое количество фреона нужно подавать на каждый отдельный блок;
  3. После подсчетов узел дает сигнал внешнему блоку, с какой скоростью должен работать компрессор (или как часто включаться);
  4. При прокачке хладагента узел управления распределяет его между внутренними блоками.

Существуют базовые комплектации, которые включают внутренние блоки одного типа в определенном количестве, обычно 3-5 шт. (см. иллюстрацию). Многие компании предлагают нестандартные решения – вы можете подобрать необходимое количество внутренних блоков разных типов. Такие решения дороже, но практичнее.

Комплектация мульти-сплит системы с тремя внутренними блоками.

Принцип работы канального кондиционера

Канальные кондиционеры можно отнести к сплит-системам. Но внутренний блок у них не похож на другие типы, хоть и связан с внешним фреоновой магистралью. Эти кондиционеры обычно используют в помещениях с приточной вентиляцией. Внутренний блок канального кондиционера устанавливают в систему вентиляции. Принцип работы канального кондиционера следующий:

  • Воздух проходит через него и охлаждается или нагревается (в зависимости от режима работы);
  • После этого он подается в помещение;
  • Охлажденный или нагретый воздух покидает помещение через вытяжную вентиляцию.

Как кондиционер работает на обогрев

Сначала хотели назвать обзор «Как включить кондиционер на обогрев зимой, и почему не стоит этого делать», потом решили, слишком длинно, может смотреться ущербно, портя внешним видом выдачу поисковиков. Расскажем, как работает кондиционер на обогрев, почему не стоит оборудование использовать в указанном режиме зимой.

Принцип работы современного кондиционера

Оконные моноблоки привыкли видеть в окнах государственных учреждений. Не работают на обогрев, только охлаждают. Хотя могли бы (современные и делают). Собственно, необходимо поменять направление движения фреона, переключить тракты должным образом. Состав оборудования дополнен 4-ходовым клапаном, управляемым электрическими сигналами центральной микросхемы.

Моноблоки оконные плохи одним: под установку приходилось дорабатывать раму. Зимой устройства на морозе избегайте держать, проблемы возникнут. Причина деления моноблока двумя коробами, назвали полученное сплит-системой, чтобы отличить. Однако время шло, моноблоки увидели Лету (исключая внутренние модели, которые обсудим еще), сплит-системы сегодня принято назвать кондиционерами. Следуем традиции на протяжении обзора, отмечая моноблоки.

Кондиционер-обогреватель несет внутри хладагент, работает, ведомый четырьмя состояниями удивительного вещества:

Кондиционер сформирован двумя блоками: внешний, наружный. Первый расположил конденсор: производит конденсацию, второй – испаритель (производит испарение). Сжатием заведует компрессор, расширением — капиллярная трубка. Весь кондиционер для обогрева за вычетом дополнительных регуляторов. Главное: должен предусматриваться режим реверса фреона. Почему, узнаем дальше.

Работа кондиционера на охлаждение

Рассмотрим сначала процесс работы на охлаждение. Внимательному читателю несложно понять, обратный режим нагрева. Сжатием занят компрессор. Вентилятор, снабженный электрическим мотором, лопасти которого внутри герметичного тракта, служащего ходом фреону. Через компрессор вещество проходит газом. Давление под усилиями лопастей нарастает, фреон входит в змеевик с радиатором отвода тепла, называемым конденсором. Поскольку газ сжали, фаза обретает повышенную температуру. Легко отдает избыточную энергию через конденсор окружающей среде. Процесс проходит тем легче, чем холоднее за окном.

В конденсоре газ оседает капельками на стенках змеевика, стекает под давлением к капиллярной трубке. Длинное (свыше метра) тонкое металлическое изделие, минуя которое, жидкость проходит маленькими порциями (попробуйте выдуть воздух изо рта через трубочку для сока, чтобы понять, почему так происходит). В результате обратная сторона капиллярной трубки формирует разряжение, компрессор работает, не переставая, выкачивает газообразный фреон. Но у нас же жидкость. Пока да, как только фреон достигает теплого змеевика, помещенного в комнате, начинает испаряться, забирая несметное количество энергии, выхолаживая помещение. Замечателен хладагент уникальными качествами. Фреон способен легко менять агрегатное состояние, поглощая-выделяя гору энергии. Других веществ, позволяющих воссоздать принцип работы кондиционера, в быту не используется.

В результате описанного процесса температура комнаты начинает понижаться. Давайте посмотрим, что будет, если на улице жарко. Снаружи расположен конденсор, фреон отдает тепло. Если змеевик, опаленный солнцем, горячий, образование влаги из газа в хладагенте нарушится. Получается максимальная наружная температура, при которой кондиционер сохраняет работоспособность.

Работа кондиционера: обогрев

Теперь давайте посмотрим, происходящее, если включить кондиционер на обогрев. Змеевики меняются назначением. Расположенный на улице станет забирать тепло, комнатный будет горячим. Ниже температура за окном, меньше толку производит работа системы. Обратите внимание: для организации работы кондиционера на обогрев компрессор теперь нагнетает фреон в сторону помещения.

Казалось бы, проще сделать, заставив лопасти работать в режиме реверса, практически непросто реализовать, в реальности используется специальный клапан с четырьмя ходами. Переключением состояния детали изменяют направление движения фреона. Компрессор ничего не замечает, работает, прогоняя крейсерский режим.

Что происходит внутри кондиционера, ведающего обогревом. Компрессор, испаритель вмещены внешнем блоком, конденсор — внутренним. Происходит режима обогрева. Получается, картер компрессора, заполненный маслом, выставлен улице. Температура резко падает, смазка густеет, начинается повышенный износ оборудования. Большинство кондиционеров избегайте включать на обогрев при температурах ниже 0 ºС (подробнее смотрите инструкции).

Второй фактор, благодаря которому работа кондиционера на обогрев зимой становится затруднительной, производительность системы. Прибор неспособен генерировать тепло, просто перекачивает с улицы, отдает комнате. При ударных низких температурах кондиционер, как обогреватель, становится бесполезен. Из положения выходят, используя специальную марку фреона (по непроверенным сведениям, R410A). Кондиционеры согласно документации греют при минус 25 ºС за окном. Но! С одним условием — комплект установки снабжен зимником. Термин подразумевает набор свойств, включающий три компонента:

  1. Электронная плата, понижающая скорость оборотов компрессора.
  2. Обогревательный кожух картера с маслом.
  3. Нагревательный кабель тракта дренажа.

Для справки. В режиме охлаждения внутренний блок скапливает обилие конденсата паров воды комнатной. Для решения проблемы рядом с магистралью фреона прокладывается дренажная ветка, по которой жидкость сливается наружу. Легкий мороз прихватывает воду, образуется лед, нарушается работоспособность прибора. Чтобы избежать явления, рядом с дренажным трактом прокладывается специальный нагревательный электрический кабель, топящий лед при возникновении необходимости.

Только при наличии упомянутого набора запускают кондиционер при отрицательных температурах. Обращаем внимание: стандартная установка лишена экзотичных элементов. Опция зимник стоит дополнительных денег. В крейсерском режиме, несмотря на инструкции, лучше избегать трогать прибор при температуре ниже нуля.

Автолюбители трижды задали вопрос, почему не заливать зимнее масло в картер, когда температура понижается. Ветка медных трубок герметична, пока возможности не предусматривается. Сие сильно усложнит обслуживание кондиционера. Теперь обсудим моноблоки, обещали же!

Моноблочные кондиционеры для обогрева

У приборов начинка сосредоточена одним корпусом. Можно ли применять кондиционер для обогрева. Посмотрим…

Выглядит здоровенным пылесосом, больше напоминает увлажнитель воздуха. Поскольку весит кондиционер моноблок немало, на корпусе приспособлены специальные колесики, чтобы легче двигать. Выглядит подставка примитивно, работает на ура. Наверное, догадались, нельзя перекачивать тепло из комнаты в нее саму, моноблок оснащается длинной трубой гофром с мощным насосом, выбрасывающим горячий воздух улице в режиме охлаждения.

Кондиционер моноблок составлен двумя герметичными отсеками. Каждый вмещает змеевик – испаритель, конденсатор. Компрессор гоняет фреон циклом, получается избыток тепла в одном отсеке, холод – в другом. Чтобы избавиться от лишней энергии, воздух конденсора выбрасывается улице (берется из комнаты).

Кондиционер-моноблок улучшает вентиляцию помещения. Поглощает заборник, часть воздуха выбрасывает на улицу, приток свежего через двери, окна усиливается. Кондиционер моноблок выглядит любопытно.

В отсеке испарителя комнатный воздух охлаждается, выкидывается обратно. Образуется конденсат, поток должен сливаться периодически. Обратите внимание: большинство моноблоков снабжено фильтрами, одновременно могут очищать воздух. Касается пыли, запахов, бактерий. Кондиционеры с ультрафиолетовой обработкой на манер увлажнителей не попадались авторам, не значит, что приборы забыла родить природа.

Имеется кондиционер с обогревом моноблочного типа. Используется не фреоновый контур, керамические ТЭНы. Получаем два устройства, собранных воедино. Кондиционер моноблок становится типичным керамическим обогревателем. Недостаток системы просты: конструкцию нужно монтировать. Проще сунуть шланг во вход системы вентиляции, не всегда делают. Зато обогрев кондиционером зимой лишен трудностей, воздух наружу не выбрасывается, можно поставить устройство с большим удобством.

Удачи с самостоятельными первыми шагами на пути ко всеобъемлющему знанию бытовой техники вместе с порталом!

Ссылка на основную публикацию